2.2 GLB dan DLBB - Sertifikasi Guru Rayon UNS

SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG 2017
MATA PELAJARAN/PAKET KEAHLIAN
[FISIKA]
[2.2 GLB dan DLBB]
[Susilo]
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT
JENDERAL GURU DAN TENAGA KEPENDIDIKAN
2017
2.2 Materi Pokok: GLB dan GLBB
a. Kompetensi Inti.
Menguasai standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran yang diampu.
b. Kompetensi Dasar (KD)/Kelompok Kompetensi Dasar (KKD).
Bernalar secara kulaitatif maupun kuantitatif tentang proses dan hukum fisika
c. Uraian Materi Pembelajaran (dilengkapi dengan contoh problem solving).
Menyimpulkan besaran-besaran fisis pada gerak lurus dengan kecepatan konstan dan
gerak lurus dengan percepatan konstan
Gerak Lurus Berubah Beraturan
1. Gerak Jatuh Bebas
Pada jatuh bebas ketiga persamaan GLBB dipercepat yang kita bicarakan pada kegiatan
sebelumnya tetap berlaku, hanya saja v0 kita hilangkan dari persamaan karena harganya
nol dan lambang s pada persamaan-persamaan tersebut kita ganti dengan h yang
menyatakan ketinggian dan a kita ganti dengan g.
Gambar 1. Benda jatuh bebas mengalami percepatan yang besarnya
sama dengan percepatan gravitasi
Jadi, ketiga persamaan itu sekarang adalah:
1
Perhatikan persamaan jatuh bebas yang kedua.
Bila ruas kiri dan kanan sama-sama kita kalikan dengan 2, kita dapatkan:
Atau
sehingga,
dari persamaan waktu jatuh, terlihat bahwa waktu jatuh benda bebas hanya dipengaruhi
oleh dua faktor yaitu h = ketinggian dan g = percepatan gravitasi bumi. Jadi berat dan
besaran-besaran lain tidak mempengaruhi waktu jatuh. Artinya meskipun berbeda
beratnya, dua benda yang jatuh dari ketinggian yang sama di tempat yang sama
akan jatuh dalam waktu yang bersamaan. Dalam kehidupan kita sehari-hari mungkin
kejadiannya lain. Benda yang berbeda beratnya, akan jatuh dalam waktu yang tidak
bersamaan. Hal ini dapat terjadi karena adanya gesekan udara. Percobaan di dalam
tabung hampa udara membuktikan bahwa sehelai bulu ayam dan satu buah koin
jatuh dalam waktu bersamaan.
2
2. Gerak Vertikal Ke Atas
Lemparkan bola vertikal ke atas, amati gerakannya. Bagaimana kecepatan bola dari
waktu ke waktu! Selama bola bergerak ke atas, gerakan bola melawan gaya gravitasi
yang menariknya ke bumi. Akhirnya bola bergerak diperlambat. Akhirnya setelah
mencapai ketinggian tertentu yang disebut tinggi maksimum, bola tak dapat naik lagi.
Pada saat ini kecepatan bola nol. Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah
berhenti bekerja pada bola, menyebabkan bola bergerak turun. Pada saat ini bola
mengalami jatuh bebas, bergerak turun dipercepat.
Gambar 2. Bola dilembarkan vertikal ke atas
Jadi bola mengalami dua fase gerakan. Saat bergerak ke atas bola bergerak GLBB
diperlambat (a = g) dengan kecepatan awal tertentu lalu setelah mencapai tinggi
maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan awal
nol. Dalam hal ini berlaku persamaan-persamaan GLBB yang telah kita pelajari
Pada saat benda bergerak naik berlaku persamaan :
3
Sedangkan pada saat jatuh bebas berlaku persamaan-persamaan gerak jatuh bebas
yang sudah kita pelajari
5.3.3. Gerak Vertikal Ke Bawah
Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah gerak
benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Jadi
seperti gerak vertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga persamaanpersamaannya sama dengan
persamaan-persamaan pada
gerak vertikal ke atas,
kecuali tanda negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan
tanda positif. Sebab gerak vertikal ke bawah adalah GLBB yang dipercepat dengan
percepatan yang sama untuk setiap benda yakni g.
Jadi, persamaan-persamaan gerak vertikal ke bawah:
Vt = vo + gt
h = vo t + ½ gt2
vt2 = vo2 + 2gh
Bila Anda berkesimpulan bahwa gerak vertikal ke bawah ini sama dengan gerak GLBB
pada arah mendatar, Anda benar. Beda antara keduanya adalah bahwa pada gerak
vertikal ke bawah benda selalu dipercepat, sedangkan gerak GLBB pada arah mendatar
dapat pula diperlambat. Selain itu pada gerak vertikal ke bawah besar percepatan selalu
sama dengan percepatan gravitasi g. Sedangkan percepatan pada GLBB arah mendatar
dapat berharga berapa saja. Bila Anda telah memahami uraian pada kegiatan 3 ini,
4
berarti secara keseluruhan Anda sudah memahami modul ini
Contoh soal gerak lurus berubah beraturan
1. Sebuah benda pada mulanya diam bergerak dengan percepatan tetap sebesar 4 m/s 2.
Tentukan kelajuan dan jarak tempuh setelah 10 sekon.
Pembahasan
(a) Kelajuan
Percepatan 4 m/s2 artinya laju benda bertambah 4 m/s setiap 1 sekon. Setelah 2 sekon,
kelajuan benda menjadi 8 m/s. Setelah 10 sekon, kelajuan benda menjadi 40 m/s.
(b) Jarak tempuh
Kelajuan awal (vo) = 0
Kelajuan akhir (vt) = 40 m/s
a = 4 m/s2
Jarak tempuh :
s = vo t + ½ a t2 = 0 + ½ (4)(102) = (2)(100) = 200 meter
2. Mobil pada mulanya bergerak dengan kecepatan 40 m/s mengalami perlambatan tetap
sebesar 4 m/s2. Tentukan kelajuan dan jarak tempuh mobil setelah mengalami
perlambatan selama 10 sekon.
Pembahasan
Diketahui :
Kelajuan awal (vo) = 40 m/s
Percepatan (a) = -4 m/s2
Selang waktu (t) = 10 sekon
Ditanya : kelajuan (vt) dan jarak (s) setelah perlambatan selama 10 sekon
Jawab :
(a) Kelajuan akhir
vt = vo + a t = 40 + (-4)(10) = 40 – 40 = 0 m/s
Setelah perlambatan selama 10 sekon, kelajuan mobil berubah menjadi 0 atau mobil
5
berhenti.
(b) Jarak tempuh
s = vo t + ½ a t2 = (40)(10) + ½ (-4)(102) = 400 + (-2)(100) = 400 – 200 = 200 meter
Jarak tempuh mobil setelah perlambatan selama 10 sekon hingga berhenti adalah 200
meter.
6